[摘 要] 煙草廢棄物如煙稈、腋芽、煙葉殘渣、腳葉等,一部分可以制定生物炭,用作燃料,其燃燒能量能基本達到等量燃煤的水平,但是燃燒殘留物卻對環(huán)境造成了嚴重的污染。因此,如何合理化利用煙草廢棄物是亟待解決的一個難題?;诖?,本文針對利用煙草廢棄物制備活性炭、生產(chǎn)農(nóng)藥和有機肥等方面進行簡要綜述。
[關(guān)鍵詞] 煙草廢棄物;活性炭;農(nóng)藥;有機肥
[中圖分類號] X712 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909(2017)04-73-2
煙草屬茄科,一年生或有限多年生草本植物[1]。中國因為人口眾多,對煙草的需求量較大。在我國,植煙大省有云南、湖南、甘肅、山東、河南和貴州六省,每個省份的氣候條件不一樣,煙葉香型也不一樣。近年來,全國每年煙草種植面積達100萬hm2,生產(chǎn)煙葉450~500萬t[2]。煙草廢棄物一般是指煙稈、腋芽、煙葉殘渣、腳葉等,1 hm2煙草收獲后能產(chǎn)生煙稈2 250~3 000 kg,產(chǎn)生煙稈有機物216萬t[3]。對于煙稈的處理,一部分是制定生物炭,用作燃料,其燃燒能量能基本達到等量燃煤的水平,但是燃燒殘留物卻對環(huán)境成了嚴重的污染。因此,如何合理化利用煙草廢棄物是亟待解決的一個難題[4]。針對于煙草廢棄物的利用,在醫(yī)藥工業(yè)、化學(xué)化工、食品等方面研究較為深入,本文針對利用煙草廢棄物制備活性炭、生產(chǎn)農(nóng)藥和有機肥等方面進行簡要綜述。
1 利用煙草廢棄物生產(chǎn)有機肥
有機肥是指來自于光合作用的產(chǎn)物植物,或者是以植物為食物源而生存的動物。經(jīng)過一定的加工程序,有益于植物生長的含碳物料,不僅為植物的生長提供營養(yǎng),還能改善土壤。近年來,為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量,無機肥因省人工、肥效快而被大量使用。又因無機肥肥效快,使用不當容易被雨水沖洗,隨雨水積聚在湖泊,導(dǎo)致環(huán)境遭到嚴重的破壞,水體污染加劇。而有機肥的營養(yǎng)成分齊全,肥效慢、肥效持續(xù)時間長,有機肥的添加可以增加土壤有機質(zhì)含量,改變土壤結(jié)構(gòu),從而改變土壤性質(zhì)。而且無重金屬殘留和毒素,適合農(nóng)作物生長。已有數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,世界上已有部分國家停止了無機肥的使用,從2016年起,農(nóng)業(yè)部提出了無機肥使用率零增長的號召。有機肥的使用將得到全面推廣和加強,農(nóng)業(yè)部2017年也針對有機肥進行了專項補貼。
目前,對于煙草廢棄物轉(zhuǎn)化為有機肥的研究中,主要有煙草廢棄物和藍藻混合制作有機肥。煙葉廢棄物中富含碳、氮、鉀等各種元素,而藍藻富含磷等元素,把兩者混合起來制作有機肥,一方面元素可以互補,另一方面加入廢棄煙葉改善藍澡泥的疏松度,改變通氣狀況,而且利于堆腐發(fā)酵,同時可降低藍藻泥本身的毒素。根據(jù)現(xiàn)有報道,此制取工藝已在生產(chǎn)中得到實際運用[5]。通過這種工藝,生產(chǎn)出來的有機肥的使用效果超過國家標準,同時也起到了凈化湖泊的作用。將其施入作物生長的土壤中,能促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成,從而提高土壤品質(zhì),緩沖酸性土壤及鹽堿地對作物的影響,使土壤貯肥、保水能力得到提高,同時還能抑制雜草生長和防治農(nóng)作物病蟲害。因此,把煙葉廢棄物作為基礎(chǔ)肥料,用來生產(chǎn)綠色有機復(fù)混肥,前景可觀。但值得注意的是,作為有機肥的煙草廢棄物,煙堿一定要進行處理。沒有處理的煙葉廢棄物,過高的煙堿含量會抑制土壤中的有益菌株的繁殖和生長,從而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。
2 栽培平菇
平菇又稱糙皮側(cè)耳,是比較常見食用菌,其栽培特點為簡單、易操作和省人工。而且平菇具有一定的藥用和食用價值,如藥用方面具有補腎壯陽、疏經(jīng)活絡(luò)、追分散寒的功效[6]。平菇栽培主料為棉籽殼,也可以玉米芯、棉稈等為原料。研究發(fā)現(xiàn),廢棄煙葉中富含氮、磷、鉀等,包含平菇生長過程中所必需的各種營養(yǎng)成分,可部分代替棉籽殼栽培平菇[7]。
3 制備活性炭
活性炭因化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、吸附性較強,常作為吸附劑,在去色、除臭和污水處理方面效果較好。還可作催化劑及催化劑載體,具有足夠的機械強度及耐酸、耐熱、耐堿性能[8],在化學(xué)和醫(yī)學(xué)工業(yè)等方面用途十分廣泛。利用廢棄煙葉制備活性炭[9],制取的活性炭具有良好的吸附性能,可作為商業(yè)活性炭使用。
4 制備工業(yè)乙醇
工業(yè)乙醇是一種新型能源,其原理為燃燒清潔的高辛烷值燃料,是可再生能源。工業(yè)乙醇不僅是優(yōu)良的燃料,還是優(yōu)良的燃油品改善劑,能夠使汽油增加內(nèi)氧,達到充分燃燒,達到節(jié)能和環(huán)保的目的。乙醇還可以有效降低芳烴、烯烴含量,隨著非再生能源的減少和枯竭,再生能源如工業(yè)乙醇已經(jīng)受到各國的重視。而煙葉廢棄物中含有大量的糖類,糖類是低聚物,只要經(jīng)過一定的處理就可以轉(zhuǎn)化為乙醇。高榮天等[10]研究了煙葉廢棄物中制取燃料乙醇的發(fā)酵工藝,此工藝操作簡單,成本相對低,乙醇生產(chǎn)產(chǎn)率高,過程短還節(jié)約了大量時間,還可以提取煙堿。該工藝用石油醚做浸提劑,不僅煙堿提取率高,而且對原料污染較低,將煙堿分離更有利于乙醇產(chǎn)率的提高。
5 生產(chǎn)農(nóng)藥
煙堿,又名尼古丁,是一種生物堿煙堿,廣泛存在于茄科植物(茄屬)中,可以用來制作綠色農(nóng)藥。所制作的殺蟲劑,具有低毒高效、殺蟲譜廣、內(nèi)吸和滲透較強等優(yōu)點。而高效、低毒、低殘留的無公害農(nóng)藥是21世紀農(nóng)藥發(fā)展的方向[11-13]。利用煙堿所制農(nóng)藥是綠色農(nóng)藥,從廢棄煙葉中提取煙堿制作農(nóng)藥意義重大[14]。煙堿類殺蟲劑是1991年才推出的一類相對較新的殺蟲劑,是煙草毒素煙堿的衍生物。煙堿被用于作殺蟲劑已有200多年的歷史,但其降解速度非???,因此被研制成了持久性藥劑。主要作用于昆蟲神經(jīng)系統(tǒng),與煙堿受體結(jié)合,擾亂神經(jīng)沖動的傳輸。煙堿類殺蟲劑的作用機制主要是通過選擇性控制昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)煙堿型乙酰膽堿酯酶受體,阻斷昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常傳導(dǎo),從而導(dǎo)致害蟲出現(xiàn)麻痹進而死亡。煙堿類農(nóng)藥是光譜殺蟲劑,可作為胃毒劑和接觸劑使用,具有殘留活性。
6 結(jié)語
煙葉廢棄物的處理一直是煙農(nóng)和煙草部門亟待解決的難題,通過相應(yīng)的工業(yè)和生物工程手段來變廢為寶是當前的一大趨勢,并且已經(jīng)取得了一些成果。近年來,針對煙葉廢棄物的開發(fā)利用已上升到一定高度,其潛在的價值將會得到進一步開發(fā),并服務(wù)于人們的日常生活。煙葉廢棄物的開發(fā)利用滿足我國可持續(xù)發(fā)展要求,探尋擴大煙葉廢品棄物的利用范圍,充分利用煙葉廢棄物的有效成分為醫(yī)藥工業(yè)、化學(xué)化工、食品等方面提供原料,增加綜合利用程度,一方面減少對環(huán)境的污染,另一方面可以幫助煙農(nóng)和煙草企業(yè)增加經(jīng)濟收益,因此這一領(lǐng)域?qū)蔀檠芯恐攸c和熱點。
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